如何正确的使用双极PWM 技术来驱动我们的电机系统

我们不再有正向/反向信号的事实怎么样对于双极性 PWM，正向和反向信息编码在 PWM 信号本身中假设没有负载，占空比超过 50% 的 PWM 值会导致正向运动，占空比低于 50% 的值会导致反向运动对于那里的机械工程师来说，这在电气上相当于静液压无级变速器 (CVT)。

有了这样的系统，您就没有单独的前进档和倒档您只需移动摇杆即可同时控制速度和方向，中间位置对应零速　　双极 PWM 技术本质上是一种四象限技术只要施加的平均电机电压与电机的反电动势电压具有相同的极性，并且幅度大于反电动势，则电机将以电动模式运行。

您可以单击此处观看使用双极 PWM 的象限 1 运行模拟但是，如果施加的平均电机电压与反电动势的极性相同，但其幅值小于反电动势，则电机将以发电模式运行您可以单击此处观看双极 PWM 的象限 4 运行模拟。

　　双极 PWM 技术的另一个优点是它只需要来自处理器的一个 PWM 信号(如果死区时间是在 PWM 模块本身内生成的，则需要两个)假设死区时间由 FET 栅极驱动器在外部提供，这意味着在具有六个独立 PWM 的处理器上可以使用双极 PWM 驱动多达六个直流电机!　　但也许双极 PWM 的最大优势在于，无论 PWM 信号处于何种状态，电机电流始终流过单个分流电阻器。

因此，既然我们可以持续查看电机电流，那么问题就变成了，“什么时候采样电流波形?虽然我打算在以后的文章中更详细地处理电流采样，但让我在这里简要介绍一下在大多数情况下，您希望获得平均值电机电流作为时间的函数。

但问题是电流波形上对应于平均电流值的点将出现在 PWM 周期内的不同时间，具体取决于占空比是多少因此，我们要么必须使用定时器在 PWM 波形内的不同时间触发 ADC，具体取决于命令的占空比，要么……　　我们可以使用中心对齐的PWM。

在大多数情况下，我们选择使用中心对齐的 PWM，因为两个独立的 PWM 信号之间存在谐波相互作用但在这种情况下，我们只有一个 PWM 信号那么为什么使用中心对齐的 PWM 有帮助呢?在这种情况下，它是如何中心对齐的 PWM 在 PWM 模块中创建，在应用于双极 PWM 时具有独特的优势。

参考下图，可以使用三角计数器波形生成中心对齐的 PWM，其中计数器向上计数到最大模值，然后翻转并向下计数到最小模值，依此类推随着调制电压的变化，PWM 脉冲宽度也发生变化，使得载波波峰和波谷分别出现在低脉冲宽度和高脉冲宽度的中心。

如果我们忽略死区时间引起的任何延迟，我们会看到电流的平均值也在载波到达峰值或谷值时出现!很整洁吧?在我们的 C2000 处理器上使用的 PWM 模块上，ADC 触发器可以在计数器峰值和谷值处生成，然后可用于在电流波形等于其平均值时对电流进行采样。

事实上，使用双极 PWM，您有两次机会在一个 PWM 周期内对电机电流进行采样，这使您可以根据需要以两倍于 PWM 的频率运行数字电流环路　　重建电机电流波形时出现的另一个问题是，对于非常窄的脉冲宽度，分流信号仅在非常短的时间内反映电机电流，并且可能太短而无法获得可靠的读数。

但是，对于双极性 PWM，如果其中一个 PWM 状态的脉冲宽度太短，您可以简单地切换到另一个 PWM 状态，其中分流信号会相应地变长!因此，您始终可以保证在每个 PWM 周期内至少有一个间隔(无论占空比值如何)，其中分流信号宽度足够宽，可以轻松方便地准确读取电机电流。

　　然而，双极 PWM 技术确实存在一个值得注意的缺点：与单极 PWM 技术相比，电机电压波形包含更多的谐波成分下图比较了单极性和双极性 PWM 电压波形(减去直流分量)的归一化 RMS 内容，作为从 -1 到 +1 扫描 PWM 占空比的函数。

这些额外的谐波不仅会导致更高的电流纹波，还会导致电机额外发热这就是为什么双极 PWM 技术通常仅限于具有高电气时间常数的电机，可以更好地滤除这些谐波如果电机的电气时间常数不高，则必须经常提高 PWM 频率以减少电流纹波。

然而，这会增加 H 桥中的开关损耗，　　然而，在某些应用中，即使是这种缺点也可以转化为优于单极 PWM 的优点有时您需要非常快速地调整电机电流(例如步进电机上的高频微步)事实上，某些应用会在电流波形上需要快速转换电流的特定点从单极 PWM 过渡到双极 PWM。

　　可在此处找到 VisSim 仿真，该仿真比较了以相同负载运行的相同电机上的单极和双极 PWM 我鼓励你玩这个模拟，看看你是否可以凭经验验证上图在我们的下一篇文章中，我们将探索另一种单极 PWM 技术，该技术实际上可以使电机看到的 PWM 频率加倍，同时仍以常规 PWM 频率切换晶体管。

它还提供了一个了解标准三相正弦 PWM 工作原理的跳板免责声明：本文来源：[中国传动网]的所有文字、图片、音视和视频文件，版权均为中国传动网(www.chuandong.com)独家所有

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